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Fukuoka Ruby Kaigi 01 2012 December 1

Rubyでフィジカル

コンピューティング Rubyist九州!山崎重一郎!


　

今年の夏休みの発明品


AC電源周波数検知アンテナ

電源コンセントの周波数を測定できます。 50Hz 東日本 60Hz 西日本


電力の需要と供給需要が増えると　　　発電機のトルクが増える

手回し発電機モーター

電球 LED

おもいなあ


電力の需要と供給

mortar

電力需要

周波数変動で瞬時に需給関係がわかる！

需要が増えると　　　発電機のトルクが増える

発電所


午前8時20分ごろの電源周波数

　需要が増えると周波数が下がる

で、ちょんとアクセルふかす

でも、また下がる


九州電力の電力需給状況今年の夏 93% までいった 100%超えると大停電


苅田火力発電所新二号機  今年の1月に廃止予定だった40歳の火力発電機!

（2012年8月20日読売新聞）苅田発電所新２号機が故障、出力半減　九州電力は２０日、石油火力の苅田発電所新２号機（福岡県苅田町、出力３７万５０００キロ・ワット）で１７日に燃料ポンプが故障し、出力を約

１９万キロ・ワットに下げて運転していると発表した。１７日に故障で止まった液化天然ガス（ＬＮＧ）火力の新小倉発電所５号機（北九州市、出

力６０万キロ・ワット）は２０日夜にも運転を再開する。　九電では他電力会社などからの調達量を増やし、２０日の電力使用率は９２％の見通しで、「当面の需給に問題はない」としている。

　苅田新２号機は１７日午前、ボイラーに燃料を送るポンプ２台のうち１台で振動や異音が起き、予備機に切り替えて運転。同日夕に予備機も同じ故障で止まり、ポンプ１台で運転している。


　　来年の夏も発電所長と一緒にはらはらしよう！


BeagleBoneでやってみた arduinoみたいなオープンハードウェア

普通にLinuxが動く　Ruby1.9.3 Rails3 OK


アナログポートに刺したアンテナからの生データうわあ～ノイズだらけ

0!

500!

1000!

1500!

2000!

2500!

3000!

3500!

4000!

4500!

1! 5! 9! 13!

17!

21!

25!

29!

33!

37!

41!

45!

49!

53!

57!

61!

65!

69!

73!

77!

81!

85!

89!

93!

97!

101!

105!

109!

113!

117!

121!

125!

129!

133!

137!

141!

145!

149!

153!

157!

161!

165!

169!

173!

177!

181!

185!

189!

193!

197!

201!

205!

209!

213!

217!

221!

225!

229!

233!

237!

241!

245!

249!

253!

系列1!


FFT 　高速フーリエ変換ってやつ


周波数成分の分布

0!

5!

10!

15!

20!

25!

1! 2! 3! 4! 5! 6! 7! 8! 9! 59.93 59.94 59.96 59.97 59.98 59.99 60.00 60.01 60.02


Rubyでやる？  はっきり言ってむいていない! mrubyとも？？？!! でも、makersな人々!• オープンハードウェアをRubyでフィジカルコンピューティングできると楽しいぞ！


Rubyでがんばった事 ! 正確な時間間隔でサンプリング!•  8.3ミリ秒以下（1/60秒の半分以下）!

 収集途中でGCが入ってはだめ！!• しかも何日も動き続けないとだめ!


FFTは2行 fft=->a{n=a.size! (n==1 ? a : fft[(0...n/2).map{|i|a[i]+a[i+n/2]}].zip(fft[(0...n/2).map{|i|(a[i]-a[i+n/2])*((Complex.polar(1,-2*PI/n))**i)}]).flatten)}


FFTは2行(拡大版）

fft=->a{n=a.size

(n==1 ? a : fft[(0...n/2).map{¦i¦a[i]+a[i+n/2]}].zip(fft[(0...n/2).map{¦i¦(a[i]-a[i+n/2])*((Complex.polar(1,-2*PI/n))**i)}]).flatten)}


正確な時間間隔で動作  リアクタパターンを利用!

マルチスレッドを使わずに!軽量にノンブロッキングIO


Rubyでリアクタパターン


gemsの event machine

ユーザ定義のイベント

リアクタ

プログラム

IOやイベント駆動


gemsの event machine

ユーザ定義のイベント

リアクタ

プログラム

定期発生イベント


5ミリ秒ごとに駆動されるプログラム（実際は微調整が必要！）

require 'eventmachine' EM.run {n=1 EM.add_periodic_timer(0.005){ センサーチェックプログラム n+=1 EM.stop if n==N } }


サンプリング中はＧＣを入れない  バッファ（ウィンドウ）をFiberのコルーチンにして領域を繰り返し再利用!

window=Fiber.new{i=0;buf=Array.new(SIZE) File.open(ANALOG_IN){¦f¦ loop{r=Fiber.yield(buf) if r==0 then i=0 else #センサーチェック buf[i]=f.gets.chomp.to_f*hamming[i] f.rewind;i+=1 end } } }


サンプリング中は素早く  ウィンドウ関数もメモ化して再利用

hamming=->i{m={} m[i]¦¦=(0.54-0.46*cos(2*PI*i/N-1))}


びっくりするくらい正確になった　


九州電力の送電系統図


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実験協力者募集中！  BeagleBone 貸し出します！!• 全部で15台ほどあります

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